Ilsрунти та життя
У попередній публікації ми обговорювали важливість рН ґрунту з різних точок зору. Сьогодні ми обговоримо його значення в харчуванні рослин, тобто в засвоєнні поживних речовин рослинами. Знову ж таки, це публікація для студентів, яка не зацікавить професіоналів, котрі повинні перейти на цю тему від Сальвадора Гонсалеса Карседо .
У природних екосистемах основні хімічні елементи, які рослини поглинають із ґрунтових розчинів, щоб живити себе, знову включаються в едафічне середовище, коли їхні мертві залишки (некромаса) розкладаються у тому великому метаболічному реакторі, який виявляється ґрунтом. Однак в агроекосистемах природна динаміка едафічного середовища сильно порушена через видобуток біомаси (та пов'язаних з нею мінеральних елементів), сільськогосподарські роботи, додавання добрив тощо. Подібним чином пестициди погіршують природні едафічні спільноти та їх потенціал для мінералізації та зволоження некроми. Якщо поживні речовини, видобуті з біомасою, не відновляються, ґрунт збідніє і втратить значну частину своєї родючості, тому сільськогосподарське та скотарське виробництво серйозно загрожують.
Зростання рослин залежить від різних обмежувальних факторів, таких як вода, сонячне світло та численні хімічні елементи, необхідні для розвитку рослин. Серед останніх виділяються азот, фосфор і калій. Тому для підтримки продуктивності сільськогосподарських ґрунтів періодично додають розчинні у воді хімічні речовини, тобто добрива, щоб відновити вилучені під час збирання врожаю. Як логічно, найпоширеніші добрива називаються "NPK" (абревіатури трьох попередньо згаданих елементів). Ці неорганічні поправки діють швидше, але їх дія є коротким порівняно з органічними .
На етикетці неорганічного добрива, наприклад, 10, 20, 20, це вказує на відносні концентрації азоту, фосфору та калію відповідно. Зазвичай ми називаємо добрива органічними добривами, оскільки це часті поправки на основі гною з різних видів худоби, рослинних залишків, кісткового борошна, компосту тощо. Останні за своїм складом набагато складніші та мінливіші за неорганічні, хоча, як ми вже вказували, їх дія повільна і тимчасово тривала. Вони також мають перевагу відновлення втрат органічного вуглецю та структури ґрунту, що покращує фізичні властивості едафічного середовища.
РН ґрунтових розчинів у зоні їх контакту з корінням, тобто ризосферою, впливає на живлення рослин кількома способами, серед яких варто виділити:
РН може впливати на доступність поживних речовин у різному ступені та формі. Багато спрощуючи, можна сказати, що кореневі системи овочів поглинають поживні речовини, які розчинені в грунтовій воді. Екстремальні значення рН через кислотність, надлишок кальцію або лужність можуть спричинити осадження певних хімічних елементів, а це означає, що вони залишаються у формі, недоступній для рослин. Коли мова заходить про необхідні поживні речовини, очевидно, слід зазначити, що види рослин страждають від проблем з харчуванням, що негативно вплине на його розвиток та виробництво. Що стосується сільськогосподарських культур, цей факт може зіпсувати посіви, якщо не вжити коригувальних заходів.
Таким же чином рН також може впливати на фізіологічний процес поглинання поживних речовин корінням. Для всіх видів рослин характерні діапазони рН, між якими їх поглинання є оптимальним. Поза цими порогами поглинання коренів утруднене. Коли значення рН занадто сильно відхиляються від своїх оптимальних, коренева система може погіршитися або створити токсичність у рослині через надмірне засвоєння шкідливих хімічних елементів (фітотоксичних), як це відбувається з алюмінієм при дуже кислотному рН.
Як ми вже згадували в попередньому дописі, посушливі та напівзасушні середовища, в яких також багаті ґрунти, багаті основами та/або солоними та зрошувальними водами з рН вище 7,5, не повинні дивувати, що засвоєння поживних речовин, розчинність яких впливає за таких іонних середовищ (такі поживні речовини, як фосфор, залізо та марганець) не є ідеальним для виробництва багатьох культур. Насправді хлороз заліза в багатьох регіонах світу вважається серйозною проблемою. Тому необхідно відрегулювати рН ґрунту до адекватних значень, щоб виправити дефіцитні стани фосфору, заліза та марганцю, тобто поживності.
Існує велика різноманітність факторів, що впливають на рН ґрунтового розчину, одним з найважливіших є співвідношення або коефіцієнт поглинання негативно заряджених поживних речовин (аніонів) і позитивно заряджених (катіонів). Загалом, перевищення катіону над поглинанням аніонів породжує зниження рН, тоді як у протилежному випадку індукується його збільшення. Покажемо випадок життєво необхідного та необхідного поживного речовини у значних дозах для виробництва сільськогосподарських культур, таких як азот .
Азот може надходити до рослини як катіон амонію (NH4 +) або у вигляді нітратного аніона (NO3-). Виявляється, взаємозв'язок між цими двома формами азоту в поживному розчині може змінити рН до поправки протилежними шляхами. Коріння легко модифікують іонне середовище (рН) у прилеглої до них ризосфері, щоб збільшити свій потенціал для засвоєння поживних речовин, збільшуючи свою “біодоступність”. Коли рослина переважно поглинає катіони (NH4 +), індукується надлишок негативного заряду, який сама рослина намагається нейтралізувати, виділяючи катіони водню (H +), знижуючи тим самим рН розчину. І навпаки, якщо аніони (NO3-) переважно поглинаються, коріння виділяють гідроксильні іони (OH-) або бікарбонатні іони (HCO3-), намагаючись зберегти електричну нейтральність на поверхні кореня, з якою рН розчину має тенденцію до збільшити. Коли кількість амонію, засвоєного рослиною, перевищує певний поріг, він може бути токсичним, створюючи одночасно взаємодії, іноді небажані, з іншими катіонами (такими як кальцій, калій і магній). Отже, адекватний баланс співвідношення NH4 +/NO3- може бути важливим для підтримання належного харчування рослин.
Так само залізо, яке є важливим елементом, розчинність якого дуже чутлива до рН та його змін, якщо до нього не внесено поправки у формі хелатів. Його біодоступність для рослини, як правило, менше ніж на 50% вище рН 7, тоді як при рН 8 він не може засвоюватися, оскільки він осідає у вигляді гідроксиду заліза Fe (OH) 3. Навпаки, нижче рН 6,5 більше 90% цього елементу залишається розчиненим і доступним для поглинання кореневими системами рослин. Марганець має схожу динаміку із залізом .
Таким чином, вище рН 6,5 біодоступність фосфору та кальцію може бути значно знижена внаслідок переважання форми HPO4-2 (яка утворює нерозчинні осади в контакті з кальцієм) над формою H2PO4 (яка дає сполуки дуже розчинний з кальцієм). Крім того, при перевищенні порогу рН 7 ризик випадіння кальцію та магнію у вигляді карбонатів, CaCO3 та MgCO3, дуже високий.
Отже, ми можемо зробити висновок, що між значеннями рН ґрунту 5,0-6,5 більшість поживних речовин, як правило, мають форму хімічних видів, які можуть безпосередньо засвоюватися більшістю рослин. Однак, коли значення рН перевищують 6,5, утворення осадів може спричинити важливі проблеми живлення рослин, тоді як при значеннях рН нижче 5 коренева система ризикує бути пошкодженою. .
Хуан Хосе Ібаньєс
Якщо вам сподобалась ця публікація, напишіть коментар або підпишіться на стрічку та отримайте майбутні статті у своєму читачі стрічок.